(57)【要約】【課題】農業経験の少ない高齢者や新規就農者であっても、養液栽培における給液時間、給液中の肥料濃度の条件を園芸作物の生育時期等に応じて、簡易な操作で切り替えることができ、容易に給液管理を行なうことができる園芸作物栽培用給液装置を提供する。【解決手段】潅水ユニット１と制御ユニット２とから構成され、潅水ユニット１は、液状肥料を貯蔵する肥料タンク３と、一端を上水道または水タンク等の水源に接続された潅水供給配管５と、 潅水供給配管５の一部に設けられた電磁弁９と、肥料タンク３と潅水供給配管５の所定位置とを連結する肥料供給配管６と、肥料タンク３に設けられた肥料送付ポンプ４とを備えてなり、制御ユニット２は、所定の肥料注入速度と所定の給液（継続）時間とからなる動作設定を切り替える切替スイッチを有し、該動作設定に従って肥料送付ポンプ４および電磁弁９を制御する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
園芸作物栽培において水と肥料との混合液を栽培床へ給液するための園芸作物栽培用給液装置であって、
該園芸作物栽培用給液装置は、液状肥料を貯蔵する肥料タンクと、一端を所定の水源に接続された潅水供給配管と、該潅水供給配管の一部に設けられた電磁弁と、前記肥料タンクと前記潅水供給配管の所定位置とを連結する肥料供給配管と、前記肥料タンクに設けられた肥料送付ポンプとを備えてなる潅水ユニットと、所定の肥料注入速度および所定の給液時間を一の動作設定とし、複数の前記動作設定を切り替える切替スイッチを有し、該切替スイッチに対応して前記電磁弁および前記肥料送付ポンプの動作を制御する制御ユニットとからなり、
前記制御ユニットにより制御された前記肥料送付ポンプは、前記切替スイッチの動作設定に対応した肥料注入速度で、前記肥料タンク内の液状肥料を前記肥料供給配管を介して前記潅水供給配管内の水に混入させ、前記制御ユニットにより制御された前記電磁弁は、前記切替スイッチの動作設定に対応した給液時間だけ弁を開放し給液を行なうことを特徴とする園芸作物栽培用給液装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記動作設定毎に、肥料注入速度を設定する注入速度設定タイマーと、給液時間を設定する給液時間設定タイマーとを有することを特徴とする請求項１記載の園芸作物栽培用給液装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、タイマーを有し、該タイマーで設定された所定の時刻において前記動作設定に従った給液を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２記載の園芸作物栽培用給液装置。
【請求項４】
イチゴ栽培に使用されることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の園芸作物栽培用給液装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、園芸作物の養液栽培に利用される管理操作が容易な給液装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業分野においては農家の高齢化が進み、高齢農業者に適した、より省力的でバリアフリーな農作業環境が求められている。また、農業における後継者、他産業からの就農者などの新規参入者を増やす上からも、快適で、衛生的で、効率的な農作業環境の整備が必要である。一方、高齢者の増加、障害者の社会参加等への必要性が高まる中、実際にはその就労の場が限られ、経済的に行政からの援助なしに運営できる職場は極めて少ないのが現状である。これまでの園芸福祉においては、介助用具等の研究、開発は進められているが、高齢者や障害者が自立して働ける場を提供できるまでには至っていない。そのため、園芸福祉による高齢者や障害者のための社会基盤の整備が求められている。
また、長引く不況の影響によって、民間企業の障害者雇用が困難な状況にあり、民間企業の努力による障害者雇用の確保にも限界があり、新たな就労の場が求められている。そこで、農業の経験のない人が新規に農業を始めるためには、技術や経験の有無にかかわらず、簡易に栽培管理作業ができる装置が求められている。
【０００３】
施設園芸栽培においては、経営規模の拡大、技術の高度化等の目的で、養液栽培が導入されている。このような養液栽培に使用される、従来の一般的な給液装置を図５および図６を参照して説明する。図５は従来の養液栽培用給液装置の構成図を、図６（ａ）は該装置における制御ユニットの外観形状を、図６（ｂ）は該装置における制御ユニットの内部概要図をそれぞれ示す。
図５に示すように、養液栽培装置は、上水道または水タンク等の水源に接続された潅水供給配管１５の中途から、肥料タンク２０内の液状肥料を混入して該混合液（養液）を栽培床に給液し散布する装置である。液状肥料の混入は、制御ユニット１６で制御されたポンプ１７により行なう。図６（ａ）に示すように、制御ユニット１６には、電源スイッチ１６ａ、運転モード切替スイッチ１６ｂ等が設けられ、運転時には図６（ｂ）に示すように制御ユニット１６内部に設けられた、タイマー１８および肥料濃度調整つまみ１９の設定に従って給液を行なう。
【０００４】
従来の養液栽培における給液装置として、ポンプやモータの慣性給液による過剰給液の発生を防止し、給液管理を容易とするために、通常給液を実行する高流量、予め決められたプリセット量の直前までの給液を実行する小流量、およびこれら両流量の中間の流量を選択的に設定する手段と、該手段により制御を受ける送液手段からなる給液装置（特許文献１参照）が開発されている。
また、養液栽培において園芸作物の生育遅延や収量低下を招くことなく、園芸作物の生育に応じて自動的に園芸作物にとって適量の培養液を自動給液できるものとして、養液栽培ベッドから排出される培養液について、微少な排液量を連続測定し、この排液量と給液量とから、園芸作物の吸水量を連続的に算出し、算出された吸水量に基づいて新たな給液量を決定し、決定された給液量だけ培養液を自動給液する自動給液方法（特許文献２参照）等も開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記図４および図５に示す養液栽培装置では、給液時間、給液中の肥料濃度、給液回数等は操作者自らが判断し、手動で上記タイマー１８および肥料濃度調整つまみ１９を適宜操作しなければならず、栽培経験や高度な管理技術が必要であり、栽培経験者にとってはそれまでの経験を活かして十分活用できるが、農業の経験のない高齢者や新規就農者には利用が困難である。同様に特許文献１の給液装置も、外部入力によって事前に流量をセットできるが、誰もが容易に、生育状況を判断して、適正な入力により流量セットができるとは限らない。
また、特許文献２では、排液量測定補助具を電子天秤と組合せた排液量測定手段により排液量を測定し、該測定値等に基づいて給液量を自動決定することはできるが、時期によって給液時間、給液中の肥料濃度、給液回数等を逐次変更するような給液管理を行なうことはできない。園芸作物として、例えばイチゴ等を効率よく生育させるためには、生育時期に応じた上記のような給液管理が重要であることが知られている。
【特許文献１】特開昭６２−１９３９９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１９７４１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案はこのような問題に対処するためになされたもので、農業経験の少ない高齢者や新規就農者であっても、養液栽培における給液時間、給液中の肥料濃度の条件を園芸作物の生育時期等に応じて、簡易な操作で切り替えることができ、容易に給液管理を行なうことができる園芸作物栽培用給液装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の園芸作物栽培用給液装置は、 園芸作物栽培において水と肥料との混合液を栽培床へ給液するための園芸作物栽培用給液装置であって、該園芸作物栽培用給液装置は、液状肥料を貯蔵する肥料タンクと、一端を所定の水源に接続された潅水供給配管と、該潅水供給配管の一部に設けられた電磁弁と、上記肥料タンクと上記潅水供給配管の所定位置とを連結する肥料供給配管と、上記肥料タンクに設けられた肥料送付ポンプとを備えてなる潅水ユニットと、所定の肥料注入速度および所定の給液時間を一の動作設定とし、複数の上記動作設定を切り替える切替スイッチを有し、該切替スイッチに対応して上記電磁弁および上記肥料送付ポンプの動作を制御する制御ユニットとからなり、上記制御ユニットにより制御された肥料送付ポンプは、上記切替スイッチの動作設定に対応した肥料注入速度で、上記肥料タンク内の液状肥料を上記肥料供給配管を介して上記潅水供給配管内の水に混入させ、上記制御ユニットにより制御された電磁弁は、上記切替スイッチの動作設定に対応した給液時間だけ弁を開放し給液を行なうことを特徴とする。
潅水供給配管内の水への液状肥料の肥料注入速度を設定することで、給液中の肥料濃度が決定される。なお、上記動作設定における所定の肥料注入速度、および、所定の給液時間とは、対象となる園芸作物の生育時期毎などに予め決められた濃度および時間である。
【０００８】
上記制御ユニットは、上記動作設定毎に、肥料注入速度を設定する注入速度設定タイマーと、給液時間を設定する給液時間設定タイマーとを有することを特徴とする。
【０００９】
上記制御ユニットは、（２４時間）タイマーを有し、該タイマーで設定された所定の時刻において上記動作設定に従った給液を行なうことを特徴とする。
【００１０】
園芸作物として特にイチゴの養液栽培に使用されることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の園芸作物栽培用給液装置は、対象となる園芸作物毎に、予め給液時間および肥料注入速度が決められた複数の動作設定を切り替える切替スイッチを有するので、操作者は制御ユニットの該切替スイッチを操作するだけで、容易に園芸作物の給液管理ができる。
また、上記制御ユニットは、給液時間設定タイマーと注入速度設定タイマーとを有するので、操作者は園芸作物の生育状況等に応じて、動作設定毎に給液時間および給液中肥料濃度を変更・設定することができる。
さらに、上記制御ユニットは、タイマーを有するので、タイマーで給液回数とその時刻を設定しておき、該時刻において自動で給液を行なうことができる。
【００１２】
本考案の園芸作物栽培用給液装置は、以上の構成とすることにより栽培技術や栽培の経験のない人でも、簡易な操作で給液管理ができ、特に生育時期に応じた給液管理が重要であるイチゴの養液栽培も容易に行なうことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案の園芸作物栽培用給液装置を図１を参照して説明する。図１は園芸作物栽培用給液装置の構成図を示す。
図１に示すように、本考案の園芸作物栽培用給液装置は、潅水ユニット１と制御ユニット２とから構成される。
潅水ユニット１は、液状肥料を貯蔵する肥料タンク３と、一端を上水道または水タンク等の水源に接続された潅水供給配管５と、肥料タンク３と潅水供給配管５の所定位置とを連結する肥料供給配管６と、肥料タンク３に設けられた肥料送付ポンプ４とを備えてなる。潅水ユニット１の潅水供給配管５には、給水側から順に、供給水中の固形不純物を取り除くためのストレーナー７、バルブの開け閉めによって手動で給水又は給水の停止を行なうためのホールバルブ８、開閉によって給水の開始および停止を行なう電磁弁９、通過流量の測定を行なう流水メーター１０、流量の調整を行なう流量調整弁１１が配置される。肥料送付ポンプ４および電磁弁９は、制御ユニット２により動作制御される。なお、図１に示すように肥料供給配管６は、潅水供給配管５において給水側からみて電磁弁９の後に連結される。
水源からの水は、潅水供給配管５を通り、電磁弁９の後において肥料供給配管６より液状肥料が混入されて養液とされた後、その先において必要に応じて枝分かれした潅水供給配管５に設けられた排出孔より栽培床へ給液（潅水）される。
【００１４】
制御ユニット２を図２を参照して説明する。図２（ａ）は制御ユニットの外観形状を、図２（ｂ）は制御ユニットの内部概要図をそれぞれ示す。
図２（ａ）に示すように、制御ユニット２の操作面には、動作設定を切り替える切替スイッチ２ａとして、ボタンが５つ（Ａ〜Ｅ）配置されている。各ボタン毎に異なる動作設定が設定されており、各ボタンを排他的に押すことで動作設定を切り替える。切替スイッチ２ａは、動作設定を排他的に切り替えることができるスイッチであればよく、図２（ａ）に示す複数ボタンの他、ダイヤル式の切替スイッチ等でもよい。
制御ユニット２は、制御ユニットの電源のＯＮ・ＯＦＦを行なう電源スイッチ（図示省略）と、肥料タンク３内の液状肥料が不足している場合に点灯する肥料不足警告ランプ２ｂと、水のみの給液と、養液（水＋肥料）の給液とを切り替える肥料注入スイッチ２ｃと、生育状況等に応じて、操作者が制御ユニット２によらず任意で給液を行なうことも可能とするための自動（タイマー）・手動潅水切替スイッチ２ｄと、給液（継続）時間、給液時刻等を設定するためのタイマー１２とが設けられている。なお、自動（タイマー）・手動潅水切替スイッチ２ｄは、自動（タイマー）運転、手動運転、運転停止、の３動作を切り替えることができる。
また、図２（ｂ）に示すように制御ユニット２の内部には、切替スイッチ２ａである各ボタンに対応して、注入速度設定タイマー２ｅと給液時間設定タイマー２ｆとがそれぞれ５つと、非常時に給水を緊急停止するための緊急停止装置１３と、切替スイッチ２ａを排他的に動作させ、更に肥料送付ポンプ４と電磁弁９を制御するためのリレースイッチ１４とが設けられている。
【００１５】
本考案における動作設定とは、所定の肥料注入速度と所定の給液（継続）時間とからなる。図２（ｂ）に示すように制御ユニット２の内部において、切替スイッチ２ａである各ボタン(Ａ〜Ｅ）に対応して、肥料注入速度は注入速度設定タイマー２ｅにより、給液時間は給液時間設定タイマー２ｆによりそれぞれ設定する。制御ユニット２の操作面において、各ボタン（Ａ〜Ｅ）を選択することで、そのボタンに対応した注入速度設定タイマーと給液時間設定タイマーとの設定に従った動作設定に切り替えられる。
【００１６】
動作設定における肥料注入速度は、パルス式の肥料送付ポンプ４により肥料タンク３内の液状肥料を肥料供給配管６を介して潅水供給配管５内の水に混入させる速度であり、該速度により給液中の肥料濃度が決定される。具体的には、注入速度設定タイマー２ｅにより所定の肥料注入回数を実行する秒数を設定する。例えば、注入速度設定タイマー２ｅを0.3秒とした場合、0.6秒の間に 0.198 ml を１回注入する。なお、微妙な調整を可能とするため、注入速度設定タイマー２ｅは無段階設定が可能なスイッチが好ましい。
注入速度設定タイマーの値（秒）と、給液中の肥料濃度（ｍＳ）との関係を図３に示す。図３における測定条件は、液肥を１０リットル／回より 100 mlを採取し、堀場ＥＣメーターで肥料濃度（ＥＣ）を測定し、３回繰り返し、平均値を求めた。図３に示すように、所定の肥料注入回数を少ない時間間隔で行なうほど、指数関数的に肥料濃度が高くなり、長い時間間隔で行なうほど、肥料濃度が低くなる。給液中における肥料濃度の調整を容易とすべく、注入速度設定タイマー２ｅの値は、肥料濃度変化が急激でない 0.3〜2.0 秒とすることが好ましい。
【００１７】
動作設定における給液時間は、潅水供給配管５から栽培床へ給液を継続して行なう時間であり、これは電磁弁９を開放する時間である。該給液時間は給液時間設定タイマーにより測定する。
また、タイマー１２で所定の給液時刻をセットし、自動（タイマー）・手動潅水切替スイッチ２ｄを自動（タイマー）運転に設定しておくことで、そのセットされた給液時刻に自動で給液を行なうことができる。なお、２４時間タイマーにおいて複数の時刻をセットしておくことで、１日に複数回の給液を指定時刻に自動で行なうことができる。
【００１８】
肥料注入速度および給液時間は、対象となる園芸作物の種類、および、栽培床の広さに応じて経験上決定された値をプリセットしておくことで、栽培技術や栽培の経験のない人でも容易に給液管理ができる。また、注入速度設定タイマー２ｅおよび給液時間設定タイマー２ｆにより、操作者は園芸作物の生育状況等に応じて、給液時間および給液中肥料濃度の微妙な調整を行なうこともできる。
【００１９】
本考案の園芸作物栽培用給液装置の制御方法を図４、図１および図２を参照して説明する。図４は、園芸作物栽培用給液装置の制御フロー図である。
制御ユニット２の電源をＯＮとすると（Ｓ１）、通電ランプ（図示省略）がＯＮとなり給液制御が開始される（Ｓ２）。操作者は、いずれかの動作設定ボタンを押して動作設定を決定しておく（Ｓ１１）。
（１）自動（タイマー）・手動潅水切替スイッチ２ｄにより、タイマーによる自動潅水が選択されている場合には、該タイマーにセットされた時刻に自動で電磁弁９を開き、そこから動作設定に対応した給液時間だけ弁を開放して給液を行う。手動運転が選択された場合は、その時点で電磁弁９が開き、動作設定に対応した給液を行う。
（２）肥料注入スイッチ２ｃが「養液（水＋肥料）」の場合は、肥料送付ホンプ４の電源をＯＮする（Ｓ８）。ここで、潅水が行なわれていない場合は、すなわち潅水供給配管５内において水の流れがない場合にはポンプを停止させる（Ｓ５）。潅水が行なわれている場合は、肥料送付ポンプ４を運転し（Ｓ９）、肥料タンク３より液肥を潅水供給配管５内の水に混入して養液潅水を行なう（Ｓ１０）。自動（タイマー）・手動潅水切替スイッチ２ｄにより、タイマーによる自動潅水が選択されている場合には、該タイマーにセットされた時刻に自動で電磁弁９を開き、そこから動作設定に対応した給液時間だけ弁を開放する。
（３）肥料注入スイッチ２ｃが「水のみ」の場合は、肥料送付ホンプ４の電源をＯＦＦし（Ｓ４）ポンプを停止させ（Ｓ５）、肥料なしで水のみの潅水を行なう（Ｓ７）。
（４）肥料タンク３内の液肥センサーが液肥（液状肥料）が不足していることを検知した場合には、肥料不足警告ランプ２ｂが点灯する（Ｓ３）。
【００２０】
本考案の園芸作物栽培用給液装置を使用可能な園芸作物としては、例えば、イチゴ、トマト、キュウリ、ナス、ピーマン、メロン、ホウレンソウ、ミツバ、レタス等がある。また、対象となる栽培床としては、例えば、広さ１ａ以上の温室、ビニールハウス等であり、栽培床肥料タンク３、潅水供給配管５等の大きさを適宜変更することで容易に適用できる。
【実施例】
【００２１】
図１および図２に示す園芸作物栽培用給液装置を使用し、園芸作物としてイチゴを栽培する場合の具体的設定を表１に例示する。また、表２に給液装置に使用した構成部品を示す。
表１において、「肥料濃度ＥＣ」は給液中の肥料濃度（ｍＳ）を、「注入速度設定タイマー」は注入速度設定タイマー２ｅの設定値（秒）を、「給液量Ａ」は、給液１回、１株当たりの給液量（ml／株／回）を、「回数」は１日当たりの給液回数（回）を、「給液量Ｂ」は、栽培床を１０ａに換算したときの１日当たりの給液量（リットル／日）を、「ＮＯ３−Ｎ」は１リットル当たりの硝酸態窒素量（ｍｇ／リットル）を、「給液時間」は給液１回当たりの継続時間（分／回）を、「ボタン」は図２に示す制御ユニットにおけるボタン（Ａ〜Ｅ）である。
なお、イチゴ８００株／a、１回の給液量５リットル／分とした。間口5.4mのビニールハウスに栽培は高設式ベンチで行い、培地には杉皮を細断し米ぬか、鶏糞、発酵菌を混合し６ヶ月間自然発酵させたものに、パーライトを容量比で３：１（パーライト）の割合で混合したものを株当たり２リットル使用した。ベッド幅30cm、株間20cm、2条に定植した。定植時には培地中に被覆緩行性肥料（窒素：リン酸：カリ＝１３：１１：１１％）、炭酸カルシウム、総合微量要素肥料等の基肥を施用し、生育期には既に肥料が含まれているため、初期（９〜１２月）は水のみ給液し、１月以降は表１に従って液肥を給液した。定植は２００４年９月１３日に行い、ビニールハウスのビニール被覆は１０月１３日に被覆した。収穫開始は１１月１１日であり、２００５年５月２３日まで毎週２回収穫を行った。
【００２２】
【表１】
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【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００２３】
本考案の園芸作物栽培用給液装置は、対象となる園芸作物毎に、予め給液時間および肥料注入速度が決められた複数の動作設定を切り替える切替スイッチを有するので、操作者は制御ユニットの該切替スイッチを操作するだけで、容易に園芸作物の給液管理ができ、イチゴの養液栽培等に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案に一実施例に係る園芸作物栽培用給液装置の構成図である。
【図２】制御ユニットの外観形状および制御ユニットの内部概要図である。
【図３】注入速度設定タイマーの値と給液中の肥料濃度との関係を示す図である。
【図４】本考案の園芸作物栽培用給液装置の制御フロー図である。
【図５】従来の園芸作物栽培用給液装置の構成図である。
【図６】従来の制御ユニットの外観形状および制御ユニットの内部概要図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  潅水ユニット
２  制御ユニット
３  肥料タンク
４  肥料送付ポンプ
５  潅水供給配管
６  肥料供給配管
７  ストレーナー
８  ホールバルブ
９  電磁弁
１０  流水メーター
１１  流量調整弁
１２  タイマー
１３  緊急停止装置
１４  リレースイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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